高压止回阀的制作方法

1.本技术涉及高压注水系统技术领域，具体涉及一种高压止回阀。


背景技术：

2.止回阀是一种只允许介质向一个方向流动，并阻止介质反向流动的阀门。
3.目前石油注水系统所应用的止回阀依靠导向花盘来对导向杆进行导向。
4.发明人发现其存在下述问题：当阀芯处于开启状态时，在高压水流冲击下以及自身重力作用下，仅依靠导向花盘的导向难以保证阀芯始终沿阀体轴线运动，从而导致阀芯在闭合时，阀芯偏离阀座的中心，使两者配合不够严密，达不到截流目的。并且阀芯和阀座不同心，在阀芯进行闭合时，很容易将阀座撞坏。


技术实现要素：

5.针对上述问题，本发明提供了一种高压止回阀，能够实现阀芯和阀座的严密配合。本技术具体采用如下技术方案：
6.一种高压止回阀，所述高压止回阀包括阀体、阀座和封堵组件；
7.所述阀体套设在所述阀座和所述封堵组件上；
8.所述封堵组件包括导向支架、导向杆、阀芯、平衡件和复位弹簧；
9.所述导向支架的中心设有通孔，所述通孔的轴线与所述阀座的轴线共线；
10.所述导向杆可轴向移动地穿过所述导向支架的所述通孔；
11.所述阀芯连接在所述导向杆靠近所述阀座出水口的一端，用于在与所述阀座接触时封堵所述阀座的进水通道；
12.所述平衡件连接在所导向杆远离所述阀座出水口的一端，用于使所述导向杆的两端保持平衡；
13.所述复位弹簧套设在所述导向杆上，位于所述导向支架和所述阀芯之间。
14.优选地，所述高压止回阀还包括阀体端盖；
15.所述阀体端盖连接在所述阀体的进水口端，且所述阀体端盖的出水口端延伸至所述阀体内部；
16.所述阀座的进水口端与所述阀体端盖的出水口端连接。
17.优选地，所述阀座通过螺纹连接与所述阀体端盖连接。
18.优选地，所述平衡件包括金属壳体和密封在所述金属壳体内的多个铅粒。
19.优选地，所述阀座内设置导向永磁铁和磁铁压帽；
20.所述磁铁压帽用于对所述导向永磁铁进行限位。
21.优选地，所述导向支架包括筒体、中心管和三个辅板；
22.所述中心管内形成所述通孔；
23.所述筒体的长度与所述导向杆的长度之比为1/3～1/2；
24.所述三个辅板间隔均匀地设置在所述筒体内部，每个辅板一端连接到所述筒体的
内壁，另一端连接到所述中心管的外壁。
25.优选地，所述导向支架的所述通孔内设有石墨铜套。
26.优选地，所述导向支架通过螺纹连接固定在所述阀体内。
27.优选地，所述阀芯通过螺纹连接固定在所述导向杆上。
28.优选地，所述阀芯为圆台状，所述阀芯面积较小的第一端面朝向所述阀座，且所述第一端面的直径小于所述通孔的直径，与所述第一端面相对的第二端面的直径大于所述通孔的直径。
29.本发明实施例的有益效果至少在于：
30.本发明提供了一种高压止回阀，该高压止回阀包括阀体、阀座和封堵组件。封堵组件包括导向支架、导向杆、阀芯、平衡件和复位弹簧。其中，阀芯设置在导向杆靠近阀座出水口的一端，平衡件设置在导向杆远离阀座出水口的一端。该平衡件的重力可以抵消掉阀芯自身重力和其所受冲击力，从而使导向杆两端保持平衡，进而就能保证阀芯一直沿着阀体的轴线运动，实现阀芯和阀座的严密配合，有效阻止介质的回流。
附图说明
31.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
32.图1为本发明实施例提供的高压止回阀的结构示意图；
33.图2为图1所示高压止回阀的导向支架的结构示意图。
34.其中，附图标记分别表示：
35.1-阀体；
36.11-第一密封槽；
37.12-第一梯形槽；
38.2-阀座；
39.21-导向永磁铁；
40.22-磁铁压帽；
41.23-o型密封圈；
42.3-封堵组件；
43.31-导向支架；
44.311-筒体；
45.312-中心管；
46.313-辅板；
47.314-石墨铜套；
48.32-导向杆；
49.33-阀芯；
50.34-平衡件；
51.35-复位弹簧；
52.36-限位件；
53.37-定位螺钉；
54.4-阀体压盖；
55.41-第二密封槽；
56.42-第二梯形槽。
具体实施方式
57.为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例只是本发明一部份实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
58.本技术实施例提供了一种高压止回阀，如图1所示，该高压止回阀包括阀体1、阀座2和封堵组件3。
59.阀体1套设在阀座2和封堵组件3上。封堵组件3用来对阀座2的进水通道进行封堵，以防止介质倒流。
60.具体地，封堵组件3包括导向支架31、导向杆32、阀芯33、平衡件34和复位弹簧35。
61.导向支架31的中心设有通孔，通孔的轴线与阀座2的轴线共线。
62.导向杆32可轴向移动地穿过导向支架31的通孔。阀芯33连接在导向杆32靠近阀座2出水口的一端，用于在与阀座1接触时封堵阀座1的进水通道。
63.平衡件34连接在导向杆32远离阀座2出水口的一端，用于使导向杆32的两端保持平衡。
64.复位弹簧35套设在导向杆32上，位于导向支架31和阀芯33之间。
65.基于上述设置，当阀体1内的流体正向流过阀座2的进水通道时，阀芯33在高压流体的推动下，沿着阀座2的轴线向着远离阀座2的方向移动，同时带动导向支架31内的导向杆32远离阀座2滑动，使得阀芯33和导向支架31之间的距离缩短，进而压缩位于两者之间的复位弹簧35。当流体正向流动结束后，被压缩的复位弹簧35产生一个恢复原状的力，该力推动阀芯33向着阀座2移动，最终使阀芯33封堵在阀座2的进水通道一端，从而防止阀体1内的流体反向流动。在整个过程中，设置在导向杆32远离阀座2出水口一端的平衡件34的重力可以抵消掉阀芯1自身重力和其所受冲击力，从而使导向杆32两端保持平衡，保证阀芯33一直沿着阀体1的轴线移动，从而实现阀芯33和阀座2的严密配合，有效地阻止介质的回流。
66.上述“正向流动”是指：流体的流动方向与阀体所允许的介质流动方向一致。
67.需要说明的是，阀体1的内部设置多个台阶，从而可以对设置在其内部的导向支架31和阀座2进行限位。
68.进一步地，如图1所示，本技术实施例的高压止回阀还包括连接在阀体1进水口端的阀体端盖4。该阀体端盖4的出水口端延伸至阀体1的内部，阀座2的进水口端与阀体端盖4的出水口端连接。
69.这里可以通过阀体1内部的台阶对阀体端盖4进行限位。并通过阀体端盖4上的外螺纹和阀体1内部相应的内螺纹的配合实现二者的连接。
70.相关技术中，阀座2的进水口端部是直接卡合在阀体端盖4出水口端的凹槽内，并
在二者连接处设置密封圈，但在实际使用过程中，发现其密封效果不好。
71.对此，本技术实施例中，阀座2的进水口端设有外螺纹，阀体端盖4出水口端设有对应的内螺纹，即通过螺纹连接将二者连接起来，从而可以保证连接处的密封性。
72.为了保证阀座2和阀体1在连接处的密封性，本技术实施例中，阀座2上设有o型密封圈23。
73.应当理解的是，上述的阀体1、阀座2和阀体端盖4均为圆筒状，且三者的轴线共线。
74.下面对本技术实施例提供的高压止回阀的结构作进一步的解释说明。
75.由于阀芯1要受到高压流体的冲击作用，因此阀芯1的体积通常设置得较大，也就是说阀芯的重量较大，以使其具有足够的强度。基于此，用来使导向杆32两端保持平衡的平衡件34的重量也需较大。同时考虑到，导向杆32的长度有限，且其上安装的部件较多，因此，留给平衡件34的安装空间也较为有限。
76.对此，本技术实施例中，平衡件34包括金属壳体和密封在金属壳体内的多个铅粒(图中未示出平衡件34的具体结构)。铅的密度要大于铁，相同体积条件下，铅的质量更大。因此，在平衡件34的壳体内部装满铅粒，能够在不增大平衡件34体积的前提下，有效地增加平衡件34的重量。并且铅粒用途广泛，较为容易获得。
77.需要说明的是，上述铅粒体积较小，从而可以无间隙地将金属壳体的内部空间完全填满。这里的“铅粒”仅是一种描述形式，当然，也可以采用铅丸、铅砂等叫法。
78.平衡件34的壳体上设有内螺纹，相应地，导向杆32与平衡件34连接的一端上设有外螺纹，从而通过内外螺纹的配合实现二者的连接。
79.为了使阀芯1能够顺利地进行闭合，如图1所示，本技术实施例中，阀座2内部设有导向永磁铁21。阀芯33在闭合状态时，导向永磁铁21对阀芯33具有吸引力，从而能够进一步地防止阀芯33因自重下坠而偏离阀座2的轴线。通过平衡件34和导向永磁铁21的共同作用能够充分地保证阀芯33能够沿着阀座轴线运动，从而实现阀芯33和阀座2的严密配合。阀芯33在关闭时，导向用磁铁21的吸引作用和平衡件34的平衡作用可以保证阀芯33始终沿着阀座2的轴线移动，从而可避免阀芯33与阀座3发生碰撞，并保证阀芯33和阀座2的严密配合。
80.为了对导向永磁铁21进行限位，阀座2内部还设有磁铁压帽22。该磁铁压帽22的材质与阀座1相同。
81.应当理解的是，阀座1内部设有用于固定导向永磁铁21的台阶，也即导向永磁铁21位于台阶和磁铁压帽22之间，从而导向永磁铁21的两端均被限定住。
82.需要说明的是，上述导向永磁铁21的体积不能设置得过大，例如将阀座1整体都设置为磁性体，虽然这样设置阀芯33在关闭状态下的密封性较好，但同时也会使引力过大，进而使阀芯33的开启压力过大，导致阀芯33无法正常开启，影响注水系统的正常工作，因此，导向永磁体21的体积大小需合理地进行设定。
83.对此，本技术实施例中，导向永磁铁21的轴向长度与阀座2的轴向长度之比为1/4～1/3，从而导向永磁铁21既能在阀芯33关闭时，吸引其沿着阀座2的轴线运动，又不会大幅度地增加阀芯33的开启压力。
84.需要说明的是，上述开启压力指的是阀芯33被顶开所需的最小压力。也即只有当阀体1内的流体压力至少达到上述开启压力时，阀芯33才能被开启，否则其保持关闭状态。
85.应当理解的是，上述导向永磁体21和磁铁压帽22均为圆筒状，且两者的孔径的大
小与阀座2的进水通道的尺寸相一致。
86.相关技术中，对复位弹簧的强度要求较高，以使阀芯能够快速地闭合，防止阀芯在自身重力的作用下偏离阀座的轴线。但是，复位弹簧的强度越大，阀芯被顶开的阻力越大，也即阀芯的开启压力越大。而本技术实施例中，由于导向杆32远离阀座2的一端设置的平衡件34的平衡作用以及阀座2内设置的导向永磁铁21的吸引作用，使得阀芯33可以始终沿着阀座2的轴线进行移动，因此，不必要求阀芯33快速地闭合，也即无需选择强度较高的复位弹簧35，从而可以降低阀芯33的开启压力，提高注水系统的泵效。
87.相关技术中，采用盘体四周设置多个圆孔的导向花盘对导向杆进行导向，但导向花盘轴向长度过短，导向效果不好。并且导向花盘的过流面积小，不利于高压流体的流动。
88.对此，如图2所示，本技术实施例中，导向支架31可以包括筒体311、中心管312和三个辅板313。
89.其中，中心管312内形成通孔，该通孔适于被导向杆32穿过；筒体311的长度与导向杆32的长度之比为1/3～1/2，从而加长了导向杆32的导向路径，改善了导向效果。
90.需要说明的是，导向杆32的上述长度设定既能加长导向路径，又能给复位弹簧35留有足够的长度，保证复位弹簧35受压缩后所产生的恢复原状的力足够地大，以推动阀芯33闭合。
91.三个辅板313间隔均匀地设置在筒体311内部，每个辅板313一端连接到筒体311的内壁，另一端连接到中心管312的外壁，从而增加了流体的过流面积，减小了流动阻力。且相邻两个辅板313之间的夹角为120
°
，从而三个辅板313和筒体311构成的三角结构可以保证导向支架31整体的稳定性。
92.应当理解的是，上述三个辅板313和中心管312的长度应当相同，且均与筒体311的长度一致。
93.由于导向杆32是可滑动地设置在中心管412内，所以两者的接触面很容易发生磨损，影响使用寿命。
94.对此，本技术实施例中，中心管312内设有石墨铜套314。该石墨铜套314外壁上设有多个通孔(图中未示出石墨铜套314的具体结构)，上述通孔均利用石墨进行了填充，从而使铜套的内壁和外壁上均设有石墨，进而借助石墨的润滑，既能减小接触面之间的摩擦，减少接触面的磨损，又能使导向杆32顺畅地在中心管312内移动，有助于阀芯的关闭和开启。
95.相关技术中，是利用阀体内部的台阶对导向花盘进行限位的。在高压水流的冲击下，导向花盘由于台阶的限位不会产生轴向移动，但是导向花盘相对于导向杆容易发生窜动，使两者的接触面发生不必要的磨损。
96.为了避免发生上述问题，本技术实施例中，除了利用阀体1内的台阶对导向支架31进行轴向限位以外，导向支架31的外壁上设有外螺纹，阀体1内部设有相应的内螺纹，也即导向支架31通过螺纹连接固定在阀体1内部。通过螺纹的配合作用，可以有效地防止导向支架31发生窜动，减少导向支架31和中心管312的磨损。
97.相关技术中，导向杆32和阀芯33是利用车削制成的整体件，这样一旦其中一者发生了损坏，就需要替换掉整体，造成了不必要的浪费。
98.对此，本技术实施例中，导向杆32和阀芯33为两个独立的部件，导向杆32与阀芯33连接的一端上可以设置外螺纹，相应地，阀芯33上设有带有内螺纹的盲孔，通过螺纹连接将
二者连接到一起，从而可以方便地更换阀芯33或者导向杆32。
99.进一步地，考虑到在高压水流的冲击下，阀芯33可能会发生转动，使阀芯33与导向杆32之间的螺纹连接发生松动，本技术实施例中，复位弹簧35和阀芯33之间可以设有限位件36，该限位件36一端与复位弹簧35连接，另一端与阀芯33连接，并通过定位螺钉37将其与阀芯33固定在一起，从而可以防止阀芯33在高压水流的冲击下发生转动。
100.上述定位螺纹37的使用数量可以根据实际情况进行调整。
101.应当理解的是，上述限位件36与复位弹簧35相连接的端面的面积要大于导向杆32的截面积，以便于压缩复位弹簧35。
102.本技术实施例中，阀芯33为圆台状，其面积较小的第一端面朝向阀座2。第一端面的直径小于导向支架31的通孔的直径，且与第一端面相对的第二端面的直径大于导向支架31的通孔的直径。圆台状的阀芯具有良好的密封性，并且该形状的阀芯对成型精度要求相对较低，成型相对容易。
103.为了保证阀体1安装在管路上时的密封性，本技术实施例中，阀体1出水口端的端面设有第一密封槽11，阀体压盖4进水口端的端面上设有第二密封槽32。第一密封槽11和第二密封槽32适于与密封圈配合以实现对高压流体的密封。
104.需要说明的是，由于管路内的高压水流的冲击力较大，普通密封圈的强度较低，难以达到强度要求，因此上述密封圈适于选择为钢圈。
105.阀体1通常是通过两个卡瓦固定在注水系统的管路上的。因此，本技术实施例中，阀体133在靠近出水口端设有第一梯形槽12，相应地，阀体压盖4在靠近出水口端设有第二梯形槽43。通过第一梯形槽12、第二梯形槽43与每个卡瓦上凸起的配合，可以将阀体1整体连接到管路上。
106.下面对本技术实施例的高压止回阀的使用方法和工作原理进行说明。
107.封堵组件3、阀座2、阀体压盖4的组装具有一定顺序，具体见下述说明：
108.首先进行封堵组件3的组装，具体地，将导向杆32与平衡件34通过螺纹连接在一起，再将一端连接着平衡件34的导向杆32穿过导向支架31的中心管312。在导向杆32的另一端套上复位弹簧35，再将阀芯33与导向杆32通过螺纹连接在一起，上紧定位螺钉37，从而完成封堵组件3的组装。将组装好的封堵组件3整体放入阀体1中，通过螺纹配合将导向支架31与阀体1连接在一起。
109.其次进行阀座2的组装，具体地，将导向永磁铁21放入阀座2内后，通过磁铁压帽22与阀座2的螺纹连接压紧导向永磁铁21，并在阀座2上安装好o型密封圈23，从而完成阀座2的组装。
110.然后，将组装好的阀座2通过螺纹配合与阀体压盖4组装为一个整体，再将组装好的整体放入阀体1内，利用阀体1内的台阶进行限位，并通过阀体压盖4的外螺纹和阀体1的内螺纹的配合将阀体压盖4固定在阀体1上。
111.最后，在第一密封槽11和第二密封槽42内放入钢圈进行密封，完成阀体1的组装。通过第一梯形槽12、第二梯形槽43与卡瓦的配合将阀体1连接至管路中。
112.本实施例提供的高压止回阀的工作原理如下：
113.当阀体1内未有正向流动的介质流经时，阀芯1一直处于关闭状态，也即阀芯1封堵在阀座2进水通道的一端。当正向流动的介质流过阀座2的进水通道，且高压水流产生的推
力大小达到了阀芯33的开启压力时，阀芯33被水流冲开，带动导向杆32向着远离阀座2的方向滑动，进而阀芯33和导向支架31之间的复位弹簧35被压缩。水流正向流动结束后，被压缩的复位弹簧35产生一个恢复原状的力，在该力的推动下，阀芯33向着阀座2移动，进而带动导向杆32向着阀座2滑动，最终阀芯33封堵在阀座2进水通道的一端。
114.在阀芯33开启的过程中，位于导向杆32远离阀座2一端的平衡件34可以使导向杆32两端保持平衡，从而使阀芯33能够沿着阀座2的轴线运动。导向杆32在导向支架32的导向下，可以稳定地进行滑动。
115.在阀芯33关闭的过程中，阀芯33在复位弹簧35恢复原状的力的推动下和导向永磁铁21的吸引下，能够严密地对阀座2的进水通道进行封堵，并且在移动的过程中，依靠着平衡件34的平衡作用和导向永磁铁21的吸引作用可以充分保证阀芯33能够沿着阀体1的轴线进行移动，可以避免阀芯1与阀座2发生碰撞，并保证阀芯1和阀座2配合的严密性。
116.本技术实施例提供的高压止回阀包括阀体、阀座和封堵组件。封堵组件包括导向支架、导向杆、阀芯、平衡件和复位弹簧。其中，阀芯设置在导向杆靠近阀座出水口的一端，平衡件设置在导向杆远离阀座出水口的一端。该平衡件的重力可以抵消掉阀芯自身重力和其所受冲击力，从而使导向杆两端保持平衡，进而就能保证阀芯一直沿着阀体的轴线运动，实现阀芯和阀座的严密配合，有效阻止介质的回流。
117.该平衡件可以包括壳体和密封在壳体内的多个铅粒，从而可以在不增大平衡件体积的情况下，能有效地增大平衡件的重量，以更好地是适用于阀芯质量较大的情况。
118.该高压止回阀还包括设置在阀座内的导向永磁体以及用于对导向永磁体限位的磁铁压帽。通过导向永磁体的吸引作用以及平衡件的平衡作用，阀芯可以始终沿着阀座的轴线移动，从而保证了阀芯和阀座的严密配合。
119.该导向支架可以包括筒体、中心管和三个辅板。从而可以增大对导向杆的导向长度，还可以增大过流面积，减少对流体的阻碍。中心管内还可设置石墨铜套，从而可以减少接触面的磨损，并可以使导向管在中心管内顺畅地进行滑动。
120.该阀芯可以为圆台状，其面积较小的端面靠近阀座。该形状的阀芯成型较为容易，且密封效果较好。
121.该阀芯和导向杆可以为相互独立的两个部件，从而可以方便地进行更换。
122.该导向杆和阀芯之间可以设有限位件，从而可以防止阀芯在高压水流的冲击下发生转动。
123.在本技术中，在本技术中，术语“第一”和“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。
124.本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的本技术后，将容易想到本技术的其它实施方案。本技术旨在涵盖本技术的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本技术的一般性原理并包括本技术未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的。
125.应当理解的是，本技术并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本技术的范围仅由所附的权利要求来限制。